Comparative Phylogenomics and Phylotranscriptomics Provide Insights into the Genetic Complexity of Nitrogen Fixing Root Nodule Symbiosis
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Plant root nodule symbiosis (RNS) with mutualistic nitrogen-fixing bacteria is restricted to a single clade of angiosperms, the Nitrogen-Fixing Nodulation Clade (NFNC), and is best understood in the legume family. It is widely accepted that nodulation originated through the assembly of modules recruited from existing functions, such as mycorrhizal symbiosis, polar growth, and lateral root development. Because nodulating species are scattered within the NFNC, the number of times nodulation has evolved or has been lost has been a matter of considerable speculation. This interesting evolutionary question has practical implications concerning the ease with which nodulation might be engineered in non-nodulating crop plants. Nodulating species share many commonalities, due either to divergence from a common ancestor over 100 million years ago or to convergence or deep homology following independent origins over that same time period. In either case, comparative analyses of diverse nodulation syndromes can provide insights into constraints on nodulation—what must be acquired or cannot be lost for a functional symbiosis—and what the latitude is for variation in the symbiosis. However, much remains to be learned about nodulation, especially outside of legumes. Here we present new information across the spectrum of nodulating groups. We find no evidence for convergence at the level of amino acid residues or gene family expansion across the NFNC. Our phylogenomic analyses further emphasize the uniqueness of the transcription factor, NIN, as a master regulator of nodulation, and identify key mutations affecting its function across the NFNC. We find that nodulation genes are over-represented among orthologous gene groups (OGs) present in the NFNC common ancestor, but that lineage-specific OGs play major roles in nodulation. We identified over 900,000 conserved noncoding elements (CNEs), of which over 300,000 were unique to NFNC species. A significant proportion of these are associated with nodulation-related genes and thus are candidates for transcriptional regulators.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».